JP2001089053A - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレベータ装置においては、機械室寸法の縮
小、あるいは、いわゆる機械室レス化が強く要求されて
いる。これらに対応可能な、静粛かつ安価なギヤド巻上
機が必要である。 【解決手段】 駆動電動機軸1とシーブ軸11とが交叉す
るレイアウトを実現するハイポイドギヤ6を多段減速機
の高速段に使用することにより、巻上機21の設置面積を
最小化するとともに、歯車のかみあい騒音を低減する。
その結果、消費電力が少なく、騒音の小さなエレベータ
装置が提供される。また、機械室寸法の小さい、あるい
は機械室のないエレベータ装置が安価に提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエレベータ装置に係
り、特に、ロープ式エレベータ装置の構造およびエレベ
ータ用巻上機をコンパクト化して、機械室面積を縮小あ
るいは省略可能にするエレベータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、法規制の緩和等により、エレベー
タ装置には必ずしも機械室を設ける必要がなくなってき
た。機械室は、建築物の屋上から大きく張り出してお
り、周辺の日照条件を悪化させる等の問題を生じるた
め、機械室面積や機械室高さの縮小、あるいは機械室を
省略した、いわゆる機械室レス化が強く要望されてい
る。

【０００３】これらの要望に対して、特開平７−１０４
３４号公報や、特開平７−１０４３７号公報等にみられ
るように、昇降路頂部、あるいは底部に巻上機を設置
し、機械室レス化を実現する方法が提案されている。こ
れらの機械室レスエレベータは、昇降路と巻上機設置空
間とが分離されておらず、巻上機の発生する騒音が直接
乗りかごへと伝わるため、巻上機には静粛な直接駆動型
(ギヤレス)の巻上機が使用されている。

【０００４】これらの機械室レスエレベータは、巻上機
に使用する電動機が、歯車駆動型(ギヤド)巻上機と比べ
て大形化すること、および、ワイヤーロープと転向プー
リからなる乗りかご懸下装置の構造が複雑化することな
どから、従来のエレベータに対して価格が高くなる。ま
た、ある容量以上の巻上機は、寸法上の問題から昇降路
内に格納できなくなる。

【０００５】これらの問題に対応するため、安価なギヤ
ド巻上機を、昇降路の面積程度に縮小した機械室に格納
する構成が考えられている。ギヤド巻上機に用いる歯車
としては、以前はウォームギヤが主流であったが、現在
は、効率のより優れたヘリカルギヤを２段減速で用いる
ことが多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、２段ヘリカ
ル巻上機では、トラクションシーブと駆動電動機とが、
互いに歯車装置を挟んで反対側に位置すること、およ
び、巻上機に使用される汎用電動機の軸方向寸法が、一
般に径方向寸法に比べて大きいことから、縮小された機
械室に巻上機が収まらなくなってしまうことが多い。

【０００７】また、製造コストを低減するには、小形機
械室エレベータ用巻上機と、機械室レスエレベータ用巻
上機とを共用することが望ましいが、前述した２段ヘリ
カル巻上機は、巻上機寸法、および、歯車騒音が問題と
なるため、昇降路内に配置するのは困難である。

【０００８】本発明の課題は、上記問題点を解決し、騒
音の小さいコンパクトなエレベータ装置によって、機械
室を縮小あるいは省略可能にすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、多段減速ギ
ヤド巻上機の高速段にハイポイドギヤを使用すること
で、前述の課題を解決する。ギヤド巻上機のメリット
は、安価な汎用の電動機が使用できる点にある。

【００１０】しかし、前述したように、汎用電動機の軸
方向寸法は、径方向寸法より一般に大きいため、駆動電
動機軸（単に電動機軸とも言う）もしくは電動機軸に連
結した入力軸が、トラクションシーブ軸と平行になる構
成では、昇降路の面積程度まで縮小された機械室に巻上
機を配置するのは困難である。これに対して、電動機軸
とシーブ軸とを交叉させ、電動機軸を鉛直方向に向けて
立てて配置すると、巻上機の設置面積が最小となり、縮
小された機械室に配置可能となる。

【００１１】電動機軸に平行な入力軸と、出力軸である
トラクションシーブ軸とが交叉する歯車要素としては、
ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、および、ウォームギヤが
知られている。駆動歯車軸中心線が、被動歯車軸中心線
と交わるのがベベルギヤであり、少しオフセットしてい
るのがハイポイドギヤ、オフセット量が最も大きいのが
ウォームギヤである。

【００１２】すなわち、図７に示すように、被動歯車５
０の軸中心５１に、ベベルピニオン５２の軸中心線５３
が交わるのに対して、ハイポイドピニオン５４の軸中心
線５５はオフセットしており、これがウォームギヤ５６
では、軸中心線５７のオフセット量が最も大きい。

【００１３】一般に、ベベルギヤ→ハイポイドギヤ→ウ
ォームギヤの順で、騒音は小さく、伝達効率は低くな
る。歯車の噛み合い騒音が問題となる高速段にハイポイ
ドギヤを用いることにより、ウォームギヤよりも効率が
高く、かつ、ベベルギヤよりも騒音が低いエレベータ用
巻上機が構成される。また、電動機軸とシーブ軸とを交
叉させるレイアウトにより、縮小された機械室や、昇降
路内に配置可能なエレベータ用巻上機が構成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。

【００１５】＜実施形態１＞本発明になるエレベータ装
置の一実施形態として、高速段にハイポイドギヤを用い
た巻上機の正面図を図１に、側面図を図２に、歯車箱の
構造を図３および図４に示す。また、機械室に設置した
例の上面図を図５に、正面図を図６に示す。

【００１６】これらの図に示すように、昇降路１６内に
おいて、ワイヤーロープ２０の一端は乗りかご１７に、
他端は図示しないカウンターウェイトに接続されてお
り、トラクションシーブ１５、および、反らせ車２６に
巻きかけて保持されている。

【００１７】トラクションシーブ１５が回転すると、ワ
イヤーロープが駆動され、乗りかご１７、および、カウ
ンターウェイトは上下方向に移動することになる。トラ
クションシーブ１５を駆動する巻上機２１は、マシンベ
ース２２、マシンビーム２３を介して、昇降路と同程度
の床面積を有する機械室２４の床２５上に設置されてい
る。

【００１８】安価な汎用電動機である駆動電動機１は、
フランジ面を歯車箱１２上に当接して固定されており、
動力は電動機軸２、カップリング３を経て、入力軸４に
入る。入力軸４は、軸受７ａ、７ｂによって、歯車箱１
２に対して回転自在に保持されており、反カップリング
側の軸端にはハイポイドピニオン５が固設されている。

【００１９】ハイポイドピニオン５は、軸受１３ａ、１
３ｂによって回転自在に保持された中間軸１０上のハイ
ポイドギヤ６と係合しており、ハイポイドギヤ６と同軸
上に固設されたヘリカルピニオン８が、軸受１４ａ、１
４ｂによって回転自在に保持されたシーブ軸１１上のヘ
リカルギヤ９に動力を伝える。以上の動作の結果、シー
ブ軸上に固設されたトラクションシーブ１５が回転し、
ワイヤーロープを駆動する。

【００２０】巻上機寸法を最小とするため、中間軸１０
とシーブ軸１１とが必ずしも水平面内にないこと、およ
び、巻上機構造の簡略化の目的で、歯車箱１２はシーブ
軸１１と直交する平面において、右ケース１２ａ、およ
び、左ケース１２ｂに分割可能な構造となっている。

【００２１】昇降路面積程度にまで縮小された機械室
に、従来の２段ヘリカル巻上機を設置した場合、図５中
に破線で示すように、トラクションシーブ１５と、駆動
電動機１８とは、ヘリカル減速機１９を挟んで互いに反
対側に位置するため、巻上機のシーブ軸方向寸法が大き
くなり、駆動電動機の一部が機械室の壁２７にぶつかっ
て、巻上機の配置が困難となる。

【００２２】一方、高速段にハイポイドギヤを用いた巻
上機では、電動機軸とシーブ軸とを交叉させ、電動機軸
を略鉛直方向に向けた構成のため、設置面積が小さくな
り、巻上機周辺に保守点検のためのスペースを確保する
ことができる。

【００２３】巻上機の高速段に使用するハイポイドギヤ
は、かみあい騒音を十分に低くするため、特に高精度と
する必要がある。一般に、歯車は精度を高めるほど加工
コストが増加するが、例えば、後輪駆動車の終減速機と
して用いられているハイポイドギヤを流用することにす
ると、安価に高精度の歯車が入手できる。

【００２４】また、種々の速度のエレベータに対応する
ためには、巻上機の減速比を数種類用意する必要がある
が、減速比を低速段のヘリカルギヤで調節することにす
れば、使用するハイポイドギヤを１種類のみとし、減速
機構造が簡単となる。これにより、低騒音、低振動の巻
上機を安価に構成することができる。

【００２５】＜実施形態２＞図８に、本発明によるエレ
ベータ装置の他の実施形態を示す。昇降路１６の頂部に
は、巻上機２１を昇降路側から出し入れ可能な開口部に
よって、昇降路１６と連通した巻上機設置空間２８があ
り、ワイヤーロープ２０を駆動する巻上機２１は、巻上
機設置空間２８内に配置されたマシンビーム２３上に、
駆動電動機軸が略水平方向を向くように配置されてい
る。

【００２６】巻上機２１は、駆動電動機軸が略鉛直方向
を向くように設置するための縦型配置用脚３０と、駆動
電動機軸が略水平方向を向くように配置するための横型
配置用脚２９とを併せて備えており、ここでは横型配置
用脚を用いて、駆動電動機軸が略水平方向を向くよう
に、マシンビーム上に固定されている。その他の構成は
実施形態１の例と同様なため、説明は省略する。

【００２７】近隣地区の日照問題に与える影響が大きく
なるので、建築物の高さが低いほど、機械室の高さは低
くすることが望ましい。このような場合には、実施形態
１の例のように、駆動電動機軸が略鉛直方向を向くよう
に配置するよりも、駆動電動機軸が略水平方向を向くよ
うに配置する方が、機械室の全高を低く構成することが
できる。

【００２８】一方、これらの問題に対応するために巻上
機を個別に製造していては、製造コストが増大してしま
う。巻上機に、縦型および横型に配置可能な固定装置を
最初から設けておけば、建物の仕様により、設計者は巻
上機の縦置きおよび横置きを自由に選択することができ
る。

【００２９】実施形態２のように、巻上機と昇降路とを
隔てる壁が存在しない場合は、巻上機の発生する騒音が
乗りかごへと直接伝わるため、巻上機には特に低騒音が
要求される。一般に高精度のハイポイドギヤは、ベベル
ギヤはもちろんヘリカルギヤよりも静粛なため、上述し
たような構成も十分可能となる。

【００３０】＜実施形態３＞図９に、本発明によるエレ
ベータ装置のさらに別の実施形態を示す。昇降路１６の
底部にはピット３１があり、ワイヤロープ２０を駆動す
る巻上機２１は、ピット内に配置されたマシンベース３
２上に、駆動電動機軸が略鉛直方向を向くように設置さ
れている。

【００３１】ワイヤーロープ２０は、一方の端部が昇降
路頂部近傍に設けられたロープエンド３７ａに接続され
ており、カウンターウェイト３４に取り付けられたカウ
ンターウェイトプーリ３５、昇降路頂部近傍に設けられ
た転向プーリ３６ａを経て、巻上機２１に取り付けられ
たトラクションシーブ１５に巻きかけられている。

【００３２】さらに、ワイヤーロープ２０は、昇降路頂
部近傍に設けられたもう一つの転向プーリ３６ｂから、
乗りかご１７下部に設けられたかご下プーリ３３を経
て、昇降路頂部近傍のもう一つのロープエンド３７ｂに
接続されている。

【００３３】機械室を省略したエレベータ装置において
は、巻上機を昇降路内に配置する必要が生じる。本例の
ように昇降路底部に巻上機を配置する場合、乗りかごの
床面積をピット床に写した投影面内に巻上機を配置する
ときは、乗りかご底部とピット床との間に入るように巻
上機全高を低く、投影面外に配置するときは、乗りかご
側部とピット壁との間に入るように、巻上機のシーブ軸
方向寸法を小さくする必要がある。

【００３４】巻上機の高速段にハイポイドギヤを使用す
ると、駆動電動機軸とシーブ軸とを交叉させる巻上機構
造が可能となる。また、一般に、汎用電動機は軸方向寸
法よりも径方向寸法が小さい。このため、巻上機のシー
ブ軸方向寸法が小さくなり、前述した乗りかご側部とピ
ット壁との間に巻上機を配置することが可能となる。

【００３５】なお、以上に述べた例では、巻上機を昇降
路頂部に設置した場合は、乗りかごの移動量とワイヤー
ロープの移動量とが等しい、いわゆる１：１ローピング
であり、巻上機を昇降路底部に設置した場合は、乗りか
ごの移動量がワイヤーロープの移動量の二分の一であ
る、いわゆる２：１ローピングの構成となっているが、
これらは、それぞれ、２：１ローピング、あるいは、
１：１ローピングの構成とすることも可能である。

【００３６】また、巻上機は、駆動電動機軸が略鉛直方
向、あるいは、略水平方向を向くように配置されている
が、これらはそれぞれ略水平方向、あるいは、略鉛直方
向を向くように配置してもよいことは言うまでもない。

【００３７】以上のように、上記実施形態によれば、消
費電力が少なく、騒音の小さいエレベータ装置が提供さ
れる。また、屋上機械室が小さく、あるいは屋上機械室
が存在しないエレベータ装置を安価に提供できる。

【００３８】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、騒音の小
さいコンパクトなエレベータ装置によって、機械室を縮
小あるいは省略可能にすることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における巻上機の正面図で
ある。

【図２】図１の巻上機の側面図である。

【図３】図１の歯車箱右ケースの説明図である。

【図４】図１の歯車箱左ケースの説明図である。

【図５】本発明の一実施形態の設置例を示す上面図であ
る。

【図６】図５の例の正面図である。

【図７】ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ウォームギヤの
特徴説明図である。

【図８】本発明の他の実施形態の設置例を示す上面図で
ある。

【図９】本発明のさらに別の実施形態の設置例を示す上
面図である。

【符号の説明】

１ 駆動電動機 ２ 電動機軸 ４ 入力軸 ５ ハイポイドピニオン ６ ハイポイドギヤ ８ ヘリカルピニオン ９ ヘリカルギヤ １０ 中間軸 １１ シーブ軸 １２ 歯車箱 １２ａ 右ケース １２ｂ 左ケース １５ トラクションシーブ １６ 昇降路 １７ 乗りかご １８ 駆動電動機 １９ ヘリカル減速機 ２０ ワイヤーロープ ２１ 巻上機 ２４ 機械室 ２８ 巻上機設置空間 ２９ 横型配置用脚 ３０ 縦型配置用脚 ３１ ピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 直行 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 田中 英一郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 二瓶 秀樹 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所昇降機グループ内 (72)発明者 佐藤 伊千也 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所昇降機グループ内 (72)発明者 稲葉 博美 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 奈良 俊彦 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 (72)発明者 松崎 義夫 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 (72)発明者 中川 敏博 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 (72)発明者 田所 俊之 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 (72)発明者 國井 誠 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 Ｆターム(参考） 3F306 AA07 AA12 BA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレベータの乗りかごを上下させる多段
   減速式ギヤド巻上機の高速段に、ハイポイドギヤを具備
   してなるエレベータ装置。
2. 【請求項２】 乗りかごを懸下するワイヤーロープを巻
   回したトラクションシーブに、駆動電動機の回転速度を
   調節して動力を伝達する歯車手段を備えてなるエレベー
   タ装置において、前記歯車手段は、少なくとも２段階の
   減速機構を有し、前記減速機構の高速段は、ハイポイド
   ピニオンおよびハイポイドギヤよりなる歯車列で構成さ
   れていることを特徴とするエレベータ装置。
3. 【請求項３】 乗りかごを懸下するワイヤーロープが巻
   回されたトラクションシーブと、前記トラクションシー
   ブを駆動するための駆動電動機と、前記駆動電動機軸の
   動力を、歯車手段を介して前記トラクションシーブのシ
   ーブ軸に伝達するための中間軸と、前記歯車手段および
   前記中間軸を収納した歯車箱とを備えてなるエレベータ
   装置において、前記シーブ軸および前記中間軸が、前記
   駆動電動機軸に対して交叉して設けられ、前記歯車箱と
   当接する前記駆動電動機のフランジ面から前記中間軸ま
   での距離が、前記フランジ面から前記シーブ軸までの距
   離より大きいことを特徴とするエレベータ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のエレベータ装置におい
   て、前記駆動電動機軸に連結した入力軸にはハイポイド
   ピニオンを具備し、前記中間軸には、前記ハイポイドピ
   ニオンと係合するハイポイドギヤを具備したことを特徴
   とするエレベータ装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のうちいずれかに記載
   のエレベータ装置において、前記歯車箱は、前記シーブ
   軸と直交する平面によって、右側ケースおよび左側ケー
   スに分割される構造であることを特徴とするエレベータ
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし６のうちいずれかに記載
   のエレベータ装置において、前記駆動電動機は、電動機
   軸が略鉛直方向または略水平方向のいずれにも向けて設
   置可能であることを特徴とするエレベータ装置。